Токсичность Илона Маска, атака сверчков и визиты спецслужб: как создавался SpaceX
Книга американского журналиста Эрика Бергера «Старт: история успеха SpaceX. Илон Маск и команда» (выходит в мае в издательстве «Бомбора») рассказывает историю становления частной космической компании SpaceX. Бергер писал книгу больше 10 лет и за это время поговорил не только с основателем компании Илоном Маском, но и со всеми сотрудниками — инженерами, дизайнерами и механиками. В итоге книга похожа на художественное произведение на стыке научной фантастики и производственной драмы. Тут есть и технические подробности создания каждой ракеты, и эмоциональное описание того, как именно Маск реагировал на каждую неудачу и скольких бессонных ночей и тяжелых стрессов это стоило сотрудникам.
Это также может быть руководством по лидерству и мотивации: не каждому руководителю удается вдохновить команду так, чтобы люди были готовы работать по 80 часов в неделю в не самых комфортных условиях (однажды Маск оставил инженеров на острове в Тихом океане без еды и сигарет), да еще и за сокращенную зарплату. Неизвестно, правда, есть ли в мире люди, способные повторить этот трюк, или на это способен только Илон Маск — самый богатый человек в мире. Forbes публикует отрывок о том, как ракетный двигатель Merlin чуть не уничтожил SpaceX.
«Том Мюллер наблюдал за вторым полетом Falcon 1, крепко сцепив пальцы. Глава отдела разработки двигательных установок сидел рядом с Маском и чувствовал, как ослабла его некогда прочная связь с боссом. Несмотря на то, что вину за утечку топлива, которая привела к поломке первой ракеты, Маск публично возложил на Холлмана и Томаса, за закрытыми дверями Мюллеру тоже досталось. Между ним и Маском, после длительного тесного сотрудничества в процессе создания ракетного двигателя Merlin, возникла пропасть.
«Мой двигатель загорелся, так что я был по уши в дерьме, — вспоминает Мюллер. — На протяжении целого года между первыми двумя пусками наши отношения с Илоном были не очень хорошими».
Чтобы поднять настроение своим сотрудникам после неудачного первого пуска и дать им почувствовать себя настоящими астронавтами, Маск организовал им полет в невесомости, потратив на него более $100 000. Многие из них пришли в SpaceX если и не с конкретной мечтой стать астронавтом, то, по крайней мере, с надеждой на то, что когда-нибудь они смогут полетать на одной из ракет компании. Во время рейса на борту движущегося по параболической траектории Boeing 727 около трех десятков сотрудников попеременно то плавали в воздухе внутри салона, то испытывали перегрузку в 2 g (неподготовленный человек может выдерживать перегрузки до 15 g около трех-пяти секунд без потери сознания. — Forbes).
«Все, кто хорошо справился со своими задачами, получили возможность испытать состояние невесомости, — говорит Мюллер. — А вот мне не довелось». Мюллера, одного из лучших инженеров SpaceX, исключили из списка приглашенных.
Перед вторым пуском Мюллер и Маск подробно обсудили предстоящую миссию. Оба согласились с тем, что, как только заработает двигатель второй ступени, можно будет считать, что цель достигнута. Двигатель Kestrel был простым и надежным, никогда не давал серьезных сбоев. Когда он ожил во время второго полета, Мюллер и Маск вскочили со своих стульев, радостно закричали и обнялись. В один миг все было прощено. Даже выход второй ступени из под контроля, который произошел спустя несколько минут, не испортил им настроение. В конце концов, Мюллер в этом не был виноват. Доверие между Мюллером и Маском восстановилось очень кстати, поскольку перед ними стояла важная задача. В Калифорнии Мюллер со своей командой разрабатывал более совершенный двигатель Merlin, который им вскоре предстояло установить на испытательный стенд в Техасе. Процесс его создания очень сильно повлиял на компанию. Фактически этот новый двигатель едва не уничтожил SpaceX.
К тому времени с рынка ушло множество ракетных компаний. Amroc, собиравшаяся строить дешевые носители, обанкротилась в 1990-х годах. Некоторые из первых и ключевых сотрудников SpaceX, в том числе Кёнигсманн, покинули Microcosm, когда осознали бесперспективность ее ракетной программы. В 2001 году в Мохаве, где SpaceX провела свои первые испытания газогенератора, из-за нехватки средств закрылась коммерческая космическая компания Rotary Rocket. Но самым ярким свидетельством неудачи был испытательный полигон в Макгрегоре с его огромной, нависающей над сельской местностью треногой — заброшенный и тихий, напоминающий руины древней цивилизации.
Опыт Энди Била и его техасской ракетной компании тоже мог поколебать уверенность некоторых предпринимателей. Компания Била определенно не испытывала недостатка в деньгах, поскольку этот банкир из Далласа регулярно входит в число двухсот богатейших людей мира. Он инвестировал в Beal Aerospace $200 млн, то есть в два раза больше, чем Маск вложил в SpaceX. И его целью тоже стала разработка большой ракеты для обслуживания коммерческих клиентов. Он даже достиг некоторого успеха в техническом отношении. К 2000 году Бил разработал невероятно большой двигатель, самый мощный со времен создания основного двигателя ракеты Saturn V, а его прототип даже проработал в течение 21 секунды. Однако Бил столкнулся со многими из тех же политических и финансовых проблем, которые преследовали SpaceX на всем пути ее развития. После банкротства компании в 2000 году Бил перечислил несколько причин произошедшего, среди которых были отсутствие постоянного доступа к стартовой площадке и фаворитизм NASA по отношению к традиционным подрядчикам.
«Индустрии частных запусков не будет до тех пор, пока NASA и правительство США будут выбирать и субсидировать создание пусковых систем, — заявил Бил в 2000 году, когда закрыл Beal Aerospace. — Несмотря на то что Boeing и Lockheed — это частные организации, их системы запуска и компоненты являются производными от различных военных инициатив». Иными словами, из-за политики NASA новоиспеченные космические компании с самого начала своей деятельности оказывались в проигрышном положении.
После того как NASA выделило Kistler Aerospace грант в 2004 году, Маск стал возражать. Однако основатель SpaceX не ограничивался гневными заявлениями и не собирался мириться с существующим порядком вещей. Четко понимая, как должны обстоять дела, он подавал в суд, когда считал, что NASA или правительство США выделяют субсидии несправедливо. Так что, когда он посетил полигон в Макгрегоре в ноябре 2002 года, печальная история этого места мало на него подействовала.
SpaceX приступила к работе сразу, как только арендовала там участок площадью 0,4 кв. км. Инженер Тим Базза, специалист проекта Джо Аллен и еще несколько сотрудников забетонировали площадку, соорудили горизонтальный стенд для предварительных испытаний двигателя Merlin и восстановили бункер, в котором собирались работать и наблюдать за ходом испытаний. Постепенно команда SpaceX осваивалась в этой во многих отношениях дикой местности.
Вскоре после переезда туда Маск пригласил в гости своего отца Эррола. У них всегда были сложные отношения, и в детстве Маску приходилось нелегко. Однако, по его словам, именно отец научил его основам инженерного дела. В то время Маск не осознавал происходящего, однако, собирая печатные платы и модели самолетов в детстве, он на всю жизнь усваивал важные уроки. «Мой отец — чрезвычайно талантливый инженер-электрик и механик, — сказал Маск. — Он обучал меня, а я тогда даже этого не понимал». В 2003 году его отец проживал в Лос Анджелесе, и Илон подумал, что тот сможет помочь команде с некоторыми строительными работами в Макгрегоре. Во время экскурсии, устроенной Алленом для Масков, они вошли в кладовую для хранения инструментов на площадке, где позднее разместится испытательный стенд двигателя Merlin. В то время Аллен приводил помещение в порядок, и, когда он наклонился, чтобы поднять листок бумаги, на него зашипела гремучая змея с ромбовидным узором на спине. Он вернул бумагу на место и спокойно велел Маскам не приближаться. Затем вышел из помещения, подобрал кусок стали, вернулся и ударил им гремучую змею. Эррол Маск был явно впечатлен. Аллен услышал, как он повернулся к Мюллеру и спросил: «Вы ведь уже наняли этого парня?»
Однако в том месте водились и другие твари. В Центральном Техасе черные полевые сверчки осенью откладывают яйца, из которых весной вылупляется потомство. Примерно три месяца спустя сверчки достигают зрелости, обзаводятся крыльями и начинают лихорадочно искать себе пару. В ходе этого беспорядочного процесса многие тысячи сверчков собираются в стаи библейского масштаба. Особенно сильно их привлекает яркий свет в ночное время, в результате чего они сплошняком облепляют двери и стены. По словам Аллена, самое эффективное средство борьбы с ними не инсектицид, а мыло Dawn или жидкий порошок Tide. «Мыло их душит, — сказал Аллен. — Оно работает лучше, чем любой инсектицид из всех, что мы пробовали. Правда, от них потом несет, как от дохлой лошади». От накопившихся куч сверчков инженеры и техники избавлялись с помощью метел и воздуходувок. Однако натиск редко удавалось сдержать надолго.
Насекомые, по крайней мере, не кусались в отличие от распространенных в Центральном Техасе гремучих змей и пауков из рода черных вдов. Тем не менее ничто из этого не помешало команде приступить к работе. К марту 2003 года они провели первое испытание блока камеры сгорания и опустошили бутылку коньяка «Реми Мартен». Четыре дня спустя они подготовили блок камеры сгорания ко второму испытанию. Оно прошло успешно, и уже за полночь члены команды разбрелись по своим квартирам. Когда на следующее утро белый «хаммер» подъехал к полигону, инженеры увидели, что их решили навестить незваные гости. У главных ворот припарковались еще два черных внедорожника. Команда ракетчиков и не подозревала о том, что горизонтальный испытательный стенд и рабочая часть двигателя Merlin направлены прямо на ранчо президента Джорджа Буша в соседнем Кроуфорде. Несколько очень серьезных агентов секретной службы хотели знать, из-за чего накануне вечером в доме президента зазвенели оконные стекла, разбудив всех его обитателей. В ту ночь сам Буш находился в Кэмп-Дэвиде, обсуждая подготовку к вторжению в Ирак, однако агенты секретной службы оставались на ранчо на протяжении всего срока его президентства. Они задали много острых вопросов и остались недовольны полученными ответами. Однако, несмотря на то что компания SpaceX не могла повернуть испытательные стенды, она со временем научилась оповещать местных жителей о готовящихся испытаниях.
Команда Мюллера смогла достаточно быстро перейти к испытаниям двигателя Merlin благодаря принятому на раннем этапе конструкторскому решению. С самого начала Маск хотел создать многоразовую ракету. Главная проблема при этом заключалась в сильном нагреве двигателя. Внутри камеры сгорания Merlin температура пламени при сжигании кислорода и керосина может достигать 3370°С и оставаться почти такой же высокой в выхлопных газах. Сопло, расположенное в задней части двигателя, направляет поток выхлопа, создавая тягу. И такой температуры более чем достаточно для того, чтобы расплавить алюминий, титан, сталь и другие металлы, которые обычно используются в ракетостроении.
Одним из решений, которое позволяет предотвратить прожиг и разрушение конструкции, является охлаждение внутренней поверхности двигателя и сопла. Подобно тому как охлаждающая жидкость циркулирует в автомобильном моторе для отвода тепла, система «регенеративного» охлаждения ракеты направляет топливные компоненты относительно низких температур по небольшим каналам в стенках двигателя для поглощения избыточного тепла. Система позволяет эффективно использовать имеющееся на борту топливо в качестве хладагента, но при этом заметно усложняет общую конструкцию двигателя. Более простой подход заключается в использовании абляционного материала внутри камеры сгорания и сопла. При сгорании топлива такой материал обугливается и рассыпается хлопьями, защищая при этом расположенную под ним поверхность.
До своего прихода в SpaceX Мюллер успел получить большой опыт работы с абляционными системами. Он беспокоился, что SpaceX не сможет нанять конструкторов для проектирования сложной системы охлаждения камеры и сопла двигателя Merlin. Во время самых ранних дискуссий Мюллер убедил Маска в том, что покрытые абляционным материалом камеры позволят SpaceX быстрее достичь орбиты. Их цена, по его словам, должна была оказаться примерно в два раза меньше, чем стоимость двигателя с системой регенеративного охлаждения.
«Он сказал, что сопло с абляционным покрытием — отличное решение, — вспоминает Маск. — Правда, как выяснилось, это совсем не так. Мы чертовски намучились с этой штукой».
Выбранная Мюллером защита действительно создала множество неудобств для SpaceX в первые годы работы в Макгрегоре. Абляционная ткань, сделанная из чего-то вроде стекловолокна, представляет собой смолу, смешанную с силиконовыми волокнами. Получаемая «стеклоткань» — довольно хрупкий материал, и небольшой дефект или трещина, появившаяся во время деликатного процесса отверждения, может привести к возникновению гораздо более значительной трещины во время испытаний.
Отчаянно желавший протестировать камеры в конце 2003 года Мюллер отправил Холлмана в Хантингтон-Бич к поставщику абляционных камер — AAE Aerospace, которому было все труднее удовлетворять растущий спрос SpaceX, проводившей все более длительные испытания своих двигателей. Камеры стоили около $30 000, и как только команда разработчиков двигательных установок получала их, то проверяла давлением. Однако раз за разом абляционное покрытие камер в ходе этих тестов пузырилось и трескалось. Каждая дефектная камера означала отсрочку испытаний в Техасе, поскольку в случае запуска двигателя Merlin более чем на несколько секунд абляционную камеру пришлось бы заменять. Ситуация выглядела ужасной. По словам Мюллера, «от этих камер зависела судьба SpaceX».
Тогда у Маска возникла идея нанести на поверхность камеры эпоксидную смолу, которая, просочившись в трещины и застыв, могла бы решить проблему. Мюллер сомневался, что смола прилипнет к абляционному материалу, однако иногда сумасшедшие идеи Маска срабатывали, и все-таки он был хозяином. В конце декабря Маск загрузил несколько вышедших из строя камер в свой частный самолет и отправился на завод SpaceX в Эль-Сегундо. Перед работавшими там сотрудниками он предстал в кожаных туфлях, дизайнерских джинсах и красивой рубашке, поскольку собирался на рождественскую вечеринку. Однако поздно вечером, после нанесения эпоксидной смолы на внутреннюю поверхность камеры сгорания, Маск и члены его команды сами оказались покрыты этой липкой субстанцией с ног до головы. Ему пришлось выбросить свои туфли за $2000 и пропустить вечеринку, но, казалось, он об этом даже не думает.
То была жертва, которую стоило принести во имя спасения двигателя Merlin. И Маск считал, что у него получилось, — вплоть до момента, когда камеру с эпоксидным покрытием подвергли испытанию давлением. Как только оно начало расти, эпоксидная смола быстро отклеилась и отлетела от внутренних стенок, обнажив расположенные под ней трещины. Маск ошибся. Однако грязные и измученные инженеры, проработавшие с ним всю ночь, не рассердились на него за то, что он заставил их тратить время на оказавшуюся напрасной затею. Наоборот, его готовность запачкать руки и трудиться рядом с ними заставила их восхищаться Маском как лидером.
Простого решения не нашлось. Команда в Макгрегоре не отказалась от варианта с абляционным охлаждением и продолжила дорабатывать конструкцию двигателя и тестировать разные подходы. Длительная, тяжелая и грязная работа. Для решения проблемы потребовались месяцы и полная переработка специальной оболочки, которая поддерживала конструкцию из хрупкого абляционного материала. Модифицированные камера и сопло двигателя смогли выдерживать высокую температуру на протяжении 160 секунд, однако из-за внесенных изменений их стенки стали толще. Теперь двигатель весил больше и имел низкую производительность, чего Маск так стремился избежать.
Эффективность ракетных двигателей оценивается переменной, называемой характеристической скоростью (с* или C-star). После проведения каждого испытания двигателя в Техасе Мюллер или Холлман звонили Маску, чтобы сообщить ее значение. Чем оно выше, тем лучше. После многомесячной доработки абляционной камеры они наконец достигли значения 95, которое считается весьма высоким, однако удерживать его удавалось лишь несколько секунд, после чего камера двигателя взрывалась. Чтобы достичь орбиты, двигатель Merlin должен был работать на протяжении нескольких минут. Это означало, что команде нужно было вернуться к низкому значению c* = 87, с которого они начинали годом ранее. При этом каждая потерянная единица означала уменьшение грузоподъемности ракеты.
Для того чтобы наблюдать за испытаниями двигателя в Макгрегоре, SpaceX установила систему видеокамер Panasonic, к которой Маск часто подключался, находясь в Калифорнии. Иногда он звонил первым, чтобы узнать актуальные показатели тестов. Для команды из Техаса вычисление значения c* до звонка Маска превратилось в настоящую гонку. Сначала сбором данных для расчетов занимался Холлман. После остановки двигателя ему приходилось залезать внутрь с каверномером, чтобы измерить диаметр «горловины» между камерой сгорания и соплом. В эти часы в Техасе было уже жарко, но, чтобы не терять времени, Холлман залезал в двигатель еще до того, как тот успевал полностью остыть. «То была, безусловно, самая горячая и грязная часть работы», — вспоминает он. После сбора данных и расчета результатов тестирования никому из техасской команды не хотелось разговаривать с Маском по телефону. Главный инженер компании все больше разочаровывался в абляционной системе охлаждения двигателя.
«Мы получили сверхтяжелую камеру с безумно толстой горловиной, — вспоминает Маск. — Это было ужасно. Она стала тяжелее, а ее эффективность уменьшилась. Ирония в том, что сделать ее оказалось дороже, чем камеру с регенеративным охлаждением. Настоящее безумие. В итоге мы остались с более дорогим, тяжелым и одноразовым двигателем. Выбор в пользу абляционной системы определенно оказался огромной ошибкой».
Однако когда-то им нужно было начинать летать. И как только команда, отвечавшая за двигательную установку, решила проблему с абляционным покрытием, компании пришлось использовать именно этот вариант. Ее приоритетом в то время было создание двигателя, способного вывести ракету на орбиту, даже если он не отличался высокой эффективностью. Помимо проблемы с абляционным материалом, команде пришлось потратить большую часть 2003-го и 2004 года на работу с инжектором для точного впрыска топлива в камеру сгорания, на технологию герметизации и многое другое. Казалось, что проблемы никогда не закончатся. Сначала Базза считал полеты в Техас и обратно на самолете Маска чем-то гламурным. Но со временем эффект новизны притупился, и они стали восприниматься изнурительными, особенно Мюллеру и Баззе, у которых в то время были маленькие дети.
Им приходилось жить двойной жизнью. В течение десяти дней они работали в Макгрегоре по двенадцать-четырнадцать часов в сутки, а затем улетали обратно в Калифорнию, где обычно оставались с четверга по воскресенье. Затем они садились на самолет Маска и снова отправлялись в Техас. На протяжении почти двух лет вечером каждого второго воскресенья Холлман заезжал за Баззой в Сил-Бич по пути на частный аэродром в Лонг-Бич. Маленькие дочери Баззы, Брэнди и Эбби, вскоре заметили закономерность. Завидев Холлмана, подходящего к двери, годовалая Эбби говорила: «Джереми плохой». За этим следовало болезненное расставание. «Много лет моя младшая дочь не любила Джереми Холлмана, — вспоминает Базза. — Потому что каждый раз, когда она его видела, я исчезал на десять дней». Чтобы хоть как-то облегчить тяжесть ситуации, перед поездкой в Техас Базза часто покупал два экземпляра какой-нибудь детской книги и оставлял один из них дома в Калифорнии, а второй забирал с собой. Обычно Базза возвращался в свою корпоративную квартиру неподалеку от Уэйко уже поздно вечером. Но, к счастью, разница во времени между Техасом и Калифорнией составляет два часа, так что он мог позвонить своими дочерям прежде, чем те ложились спать. После минутного разговора он обычно просил своих девочек найти книгу, которую он для них купил. Иногда он так уставал, что просыпался утром со своим экземпляром этой книги на лице. Следующим вечером одна из его дочерей говорила: «Папа, ты снова заснул».
Однако, несмотря на все это, работа радовала ракетчиков, и они постоянно стремились к новым достижениям. Спустя пару лет, в январе 2005 года, команда Мюллера совершила большой прорыв, проведя первые полноценные испытания двигателя Merlin. Абляционный материал внутри камеры двигателя постепенно обугливался и отслаивался, но двигатель продолжал работать. Он работал до тех пор, пока компоненты топлива в его баках не иссякли, сотрясая бункер, в котором находился Мюллер со своей командой. Итак, двигатель Merlin проработал без остановки на протяжении 160 секунд, необходимых для вывода ракеты на орбиту.
Однако это было еще не все. Несмотря на успешные испытания двигателя, компании SpaceX требовалось протестировать топливные баки ракеты Falcon 1, чтобы убедиться в том, что они способны выдержать повышение внутреннего давления, которое возникает при пуске и во время полета. Это было особенно важно, учитывая, что топливные баки Falcon 1 были соединены встык, как две пивные банки с общим «куполом». В большинстве ракет горючее и окислитель находятся в двух изолированных друг от друга резервуарах. Оригинальная конструкция Falcon 1 позволила снизить ее массу, но увеличила риск, поскольку два компонента топлива были разделены лишь одним барьером.
Ночью 25 января 2005 года находящийся в Техасе Базза дал зеленый свет на проведение экстремального испытания. Инженеры хотели выяснить, смогут ли топливные баки выдержать давление, которое превышает ожидаемое во время пуска, а также получить представление о том, на что ракета в принципе способна. Сначала они повысили давление в баке до 100% от ожидаемого при старте, но, когда этот показатель достиг значения 110%, ракета развалилась пополам. Это была катастрофа, потому что разрушившаяся ступень предназначалась для осуществления первого полета.
Находящиеся в Эль-Сегундо Маск и Крис Томпсон, вице-президент по разработке конструкций, наблюдали за испытаниями по видеосвязи. Оба были в ужасе. «Проклятая ракета просто взорвалась, — вспоминает Томпсон. — А общий купол свесился сбоку и напоминал болтающуюся антенну радара. И мы такие: «Черт возьми, что это было?»
Той же ночью Маск и Томпсон вылетели в Техас, чтобы провести разбор происшествия. По их мнению, проблема заключалась в сварных швах. Видимо, они были сделаны некачественно. После осмотра топливных баков Маск и Томпсон пришли в бешенство. О посещении Spincraft в Висконсине, которое случилось несколькими годами ранее, когда Маск обжег руку о тостер в Holiday Inn Express, у них остались хорошие воспоминания. Однако в начале 2005 года Маск и Томпсон прилетели в штаб-квартиру компании в совершенно другом настроении. Томпсон помнит, как, войдя в сварочный цех Spincraft, Маск окинул взглядом главного управляющего Дэйва Шмитца и остальных присутствующих, а затем дал волю своему гневу.
«Вы, ребята, меня поимели, и это было чертовски неприятно, — проревел Маск. — Я очень не люблю этого».
Всякая работа в помещении остановилась. «После того как он это выкрикнул, можно было услышать, как на пол падает булавка. Я имею в виду, все замерли как вкопанные, и мы в том числе», — рассказывает Томпсон.
Однако это произвело нужный эффект, и к марту того же года у SpaceX появилась новая первая ступень, готовая к испытаниям в Макгрегоре. Два месяца спустя ракета Falcon 1 успешно прошла статические огневые испытания на базе Ванденберг. Первый полет ракеты состоялся в марте 2006 года».